水泥浆特性和多孔混凝土性能外文翻译资料

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水泥浆特性和多孔混凝土性能

摘要

在本文中，研究了水泥浆的特性和多孔混凝土性能。结果表明水泥浆的特性取决于水与水泥的比率（W / C），混合和混合时间。水泥浆具有高粘度和高流动性合适用于制备多孔混凝土的方法是使用0.20-0.25的低W / C，掺入1％超增塑剂和充分混合。具有合适空隙率的多孔混凝土以适当的浆料含量和流动以及充分的压实来生产。好使用具有150-230mm的流动的浆料和顶表面生成具有15-25％的孔隙比和22-39MPa的强度的多孔混凝土振动10 s，振动能量为90 kN m / m2。对于低空隙率，获得39MPa的高强度多孔混凝土使用低流量的浆料。对于高空隙率，使用高流动性的浆料获得22MPa的多孔混凝土。此外，结果表明，多孔混凝土的强度可以从多孔脆性材料的强度方程估计。

1. 介绍

多孔或透水混凝土是具有连续性的混凝土有意掺入混凝土中的空隙。它属于与传统的完全不同的类别混凝土，因此其物理特性不同大大从那些正常混凝土。多孔混凝土可用于许多应用中，例如可渗透的混凝土路面，基层，植被混凝土床或生物体，吸声混凝土，热绝缘混凝土等土木工程建筑应用。多孔混凝土路面已使用超过30

年在英国和美国[1]。兴趣和研究在多孔混凝土中已经在世界范围内尤其产生在美国和日本[2]。虽然基本信息包括空隙率，W / C，水泥浆的影响特征，粗骨料的体积比，尺寸粗骨料和多孔混凝土的强度研究[1-7]，产生良好多孔的最佳条件混凝土尚未建立。混合设计，混合和压实方法生产多孔混凝土具有潜在的最高强度和耐久性

仍然需要设计空隙率。这主要是由于多孔混凝土是不同的特殊混凝土混合设计和压实，允许连续空隙以形成具有相对良好的抗压强度。为了获得所需的连续空隙，ficient的力量，最重要的条件是保持水泥浆与粗骨料的连续性从而保持连续的空隙[8]。这是可以实现的使用具有相对低的W / C的水泥浆和足够高的可加工性。在低W / C，改善在糊料的质地和性能上得到了充分的混合时间和适当的混合因此，关于水泥浆流变学的知识，制备好的水泥浆制备多孔混凝土的基本要求[8-10]。 各种研究人员这个领域往往没有注意到这一点。 很多排序获得强度和流量之间的简单关系从流表测试。 各种最佳流量值因此基于不同，报道了180和280mm混合，压实和掺入的条件混合物[11-16]。 财产的系统研究因此，适合制造多孔混凝土的新鲜糊料，必要。 这可以通过检查来实现由于方法的影响，流变性的变化混合和压实的顺序。因此，本研究的目的是研究最好的生产多孔混凝土的条件。 第一部分具有新鲜糊剂和第二部分的性质涉及混凝土的压实和振动。

1. 材料

普通波特兰水泥1型，比重为3.17，Blaine细度为3150cm 2

/ g，5.0-13.0mm直径破碎石灰石（根据JIS A的No.65001 [17]），比重2.70和空隙率的42.6％用于本实验。 减水剂（WR），剂量为0.25重量％的水泥，和F型超增塑剂（SP），没有夹带空气

剂，其含量为0.5％和1.0％（重量）的水泥是使用的外加剂。 类型和数量混合物，包括本研究中使用的W / C是基于以前的工作[12]。

1. 实验步骤

3.1水泥净浆

3.1.1水泥浆的混合

水灰比为0.20-0.36，流量值150-230 mm用于水泥浆。 建立流量值与W / C之间的关系最小的4W /℃用于确定每个系列的流量（N，R，S和P系列：混合物的剂量为0，0.25％WR，0.5％SP和1.0％SP）。 一个30升双使用混凝土搅拌机（倾斜和旋转）它在混合水泥和造成最低限度是相当有效的损害聚集体。 对于糊料的研究，混合方法设定为50rpm，前30秒加入水泥，随后加水和外加剂通过200rpm的混合速度60，150，240，330和420秒（总混合时间为90,180,270,360和450s）。

3.1.2水泥浆的测试

1. 流量值。混合好水泥浆后，立即流动值使用具有流动锥体的流动表测定70mm顶部直径，100mm底部直径，60 mm高度，15秒内15次冲击JIS R 5201 [18]

2.屈服应力和塑性粘度。 旋转粘度测量设备用于测量屈服应力和新鲜糊的塑性粘度。 进行测试紧接着流动试验。

3.力量和空隙。 对P系列浆料进行压缩试验强度符合ASTM C39 [19]使用直径为50mm的圆柱形试样100 mm高。 还计算糊的空隙

使用ASTM中规定的重量法C 138 [20]。 这些值用于测定的抗压强度与抗压强度之间的关系多孔混凝土的孔隙率

3.2混凝土

3.2.1混凝土的混合

选择150,190和230mm的流量值水泥浆用于各种W / C比例生产多孔具体。从水泥浆的试验中，进行适当的混合确定水泥浆的时间并用于制备的多孔混凝土。设计空隙率为15％20％和25％，糊料与聚集体的体积比0.466,0.382和0.297。混合比例多孔混凝土在表1中给出水泥浆在50rpm下搅拌30s，在200rpm下搅拌240s第3.1节），将粗骨料加入到混合物并在200rpm下再混合90秒。混合物

然后在一个提升机中放入100·200mm圆柱形模具中。然后将表面振动器施加10秒至顶部表面如图1所示。顶表面压实因为它很简单，可以直接应用现场施工。一个电梯铸件被使用，因为这个模拟实际放置条件在现场。标本在1天脱模，并保持在水中直至测试年龄。

3.2.2测试方法

1.空隙确定。没有硬化混凝土使用多孔混凝土的测试方法测量由生态混凝土研究委员会[21,22]。 报告的结果是两次测试的平均值。

2.抗压强度。混凝土的抗压强度根据ASTM C39测定的报告结果是三次测试的平均值。

3.2.3混凝土的测试

1.压实和强度的研究

对于本研究，混凝土的设计空隙率为25％和四个级别的压实，应用能量为0，6，36和90kN m / m 2。 空隙和强度硬化混凝土

2.空间分布与高度的研究

研究混凝土高度的空间分布圆柱体，将圆柱形试样切成三份相等的部分，即顶部，中间和底部并测定每个部分的空隙。 本系列混凝土的设计空隙率为15％，20％和25％; 1.0％SP; 流量值150，190和230 mm; 和四个水平的压实与应用能量0,6,36和90kN m / m2。

3.底面状态和强度

在混凝土柱底面的空隙表示多孔混凝土的条件。 底面混凝土圆筒用彩色压印垫染色。 的然后干燥，拍照和比较。 还确定了混凝土的强度。该系列使用具有设计空隙率的混凝土15％，20％和25％，流动值为150,190和230 mm; 1.0％SP; 振动能为90 kN m / m2

4.实验结果

4.1水泥浆的特性

4.1.1流动性

图2显示了不同水泥浆的流动值混合物，剂量和混合时间。 对于所有系列，有存在糊剂的流动值之间的线性关系和W / C。 流量随着W / C比率的增加而增加。混合时间的增加也增加流量值的糊剂。 通过混合的流动的改进是多孔混凝土的浆料的所需性能。 这使得糊剂更均匀并提高强度。 然而，混合时间不应该太长，因为这样增加制造时间和成本。 对于这个测试集总混合时间为90s，因为流动太短值在所有情况下都低。 总混合时间为180s流量大幅度提高，但仍有待改善。一个总混合时间为270秒，显示所有的流动性相对较好混合物，因此建议作为最小混合粘贴时间减水剂的掺入（图2b）略有影响流动模式与正常浆料相比可以从W / C的范围内的小差异看出。另一方面，SP的使用显着影响大大降低了作为W / C的糊的流动特性如图1所示。 2c和d。 减少随着增加而增加

增加使用的SP量。 流量W / C的图通过使用SP向左移动随着金额的增加。有效使用SP降低W / C，从而提高浆料的强度，这是非常需要的。

4.2多孔混凝土性能

4.1.1压实和强度

总空隙和振动之间的关系能量如图1所示。 混凝土的空隙率为

最初约50％为所有混合。 随着振动，空隙比率减小，并且减少随着增加而增加振动能量。对于6的振动能量，空隙率降低到大约略低于35％和30％和36kN m / m 2， 分别。 0.25的设计空隙为

使用SP获得。 稍高的空隙率是获得混凝土，无混合物和WR振动能量为90 kN m / m2。 结果确认对于广泛的设计混合比例，对于总共90kN m / m 2的振动能量是合适的振动能量和压缩之间的关系强度如图2所示。5.抗压强度结果，随着振动能量的增加而增加的空隙减少。所获得的强度也是依赖的对浆料的流动值和类型和用量混合使用。力量稍高一点使用较高流动的浆料。优势13-17，15-18和15-22 MPa150，190和230mm。对于每个流量值，通过使用混合物获得更高强度的混凝土。使用WR稍微提高了强度，而使用SP显着增加强度并且随着剂量的增加而增加的结果再次表明设计的混合比例，90kN m / m 2和1.0％SP的振动能量是合适的就强度而言。

4.1.2空隙分布与高度的状态

当使用表面振动时，沿着表面振动的空隙变化预计混凝土筒的高度。void的结果多孔混凝土的顶部，中间和底部与1.0％SP。6.无振动，顶部，中间和底部的空隙没有很大的不同因为它们仅仅依赖于混凝土的放置进入圆柱模具。具有振动能量，无效顶部最小，然后依次是中间和底部。这表明表面振动导致顶部的大的压实其直接接收振动能量。振动能然后转移到混凝土的中部和底部但强度较小。平均来说，结果空隙显示空隙率的差异稍小在具有振动的顶部和底部之间大于10％能量为90 kN m / m2。在振动压实结束时，混凝土的平均孔隙非常接近设计无效。在空隙率为25％时，所有三种的设计混合物150,190和230mm的流动值包含足够的以覆盖骨料颗粒并连接的糊剂量聚集体和空隙形成连续块。无空隙率为20％和15％，底部滴落糊状物如圆圈所示观察表面图。在这些情况下，底部的空隙小得多比其它两部分高含量的结果高流动性的糊。这是不可取的，需要防止作为底部混凝土的多孔性质销毁。

4.1.3底面空隙

压缩强度和状态的结果底部表面的空隙如图1所示。 7.压缩混凝土强度随空隙率减小增加。设计的多孔混凝土的优势15％，20％和25％的空隙率在38-44,29-35和15-22MPa。完全压实后，无效混凝土柱底面的图案不同取决于设计的空隙率和流量值的糊剂。对设计的15％的低空隙率，P15F3与高流量值为230毫米的浆料混合显示混凝土筒底面的低空隙。检查的表面显示混凝土充满粘贴和一点空隙留下。将P15F2与中等浆料混合流量值190 mm也含有较低在底表面有空隙。低空隙是由相对高的浆料流动和高的浆料含量。下完全振动，开始具有向下流动的倾向的浆料以滴落并填充导致无孔混凝土的空隙在混凝土的底部。虽然的优势混合物P15F3和P15F2高达38和44MPa，它们是不好的多孔混凝土作为多孔特性不保持在混凝土的底部。混合P15F1然而，低流量值的糊料为150mm适当的空隙分布在底部表面。它是一种具有较高强度的良好多孔混凝土39MPa。

对于设计的中等空隙率为20％，P20F3与高流动值的浆料混合显示低空隙底面。这种混合物的强度高达31MPa，但它不是一个好的孔混凝土混合物不能获得底部的多孔性。混合P20F2与中等流量值的浆料显示适当的空隙分布在底部表面。类似地，混合物P20F1显示令人满意的空隙分布横跨底部表面。然而，它的实力是29 MPa，明显低于P20F2具体。因此，最好的混合为设计温空隙率为P20F2，强度为35MPa。对于设计的25％的高空隙率，混合物P25F1和P25F2的气缸底部过多。这导致这些混合物的强度15和18MPa，这是不希望的。混合P25F3高流量的浆料显示出适当的空隙分布横跨底部表面。另外，这个的力量在该组中在22MPa下混合最高。所以，最好混合物为设计的高空隙率为P25F3。良好的多孔性具有所需强度和适当空隙的混凝土从混合物P15F1，P20F2和P25F3获得如图1所示7。

4.1.4多孔混凝土的压实模式

从本实验的结果，以下压实可以推断出多孔混凝土的模式。糊具有充分的流动性和粘附性与单一尺寸的聚集体混合。铸造后，a足够厚的糊料层仍然覆盖聚集体表面形成连续的多孔混凝土块。阶段1：在振动和压实前，糊状覆盖粗糙聚集彼此非常轻微地和接触面积小，如图1所示。 8.阶段2：取得进展振动，新鲜多孔混凝土逐渐压实从上到下。混凝土在顶部经历压实比其他部分和接触面积大的糊料覆盖聚集体。阶段3：cient振动，大量相邻聚集顶部开始彼此更接近。大量的聚集体彼此接触并且多余的膏体填充空隙并且也向下移动。此时，压实完成了。适用于混凝土设计空隙率和浆料流

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